asphalt 05/19

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16 Schwerpunkt: Bitumen Gebrauchstemperaturbereich des Asphalts positiv auf den Verformungswiderstand aus. Nachteilige Veränderungen der Bindemitteleigenschaften sind hingegen im Tieftemperaturverhalten zu erwarten. Demzufolge wurden die Bitumen zur Überprüfung in den unterschiedlichen Alterungszuständen mittels Biegebalkenrheometer (BBR) untersucht. Als maßgebliche Eigenschaft für das Tieftemperaturverhalten wird in Fachkreisen die Temperatur angesehen, bei der das Bindemittel eine Steifigkeit von S = 300 MPa aufweist. Wie aus Abbildung 2 hervorgeht, zeichnet sich unabhängig vom Beanspruchungszustand die Bindemittelvariante „Long Life“ durch günstigeres Kälteverhalten aus. Bindemittelkennwerte nach Rückgewinnung Abbildung 1: DSR-Ergebnisse zur Beschreibung des Alterungsverhaltens Tabelle 2: Konventionelle Bitumenkennwerte im Anlieferungszustand sowie nach Rückgewinnung aus dem Asphaltmischgut ohne und mit BSA eine Gesetzmäßigkeit des Alterungsverhaltens abgeleitet werden. In Abbildung 1 sind die Ergebnisse der DSR-Untersuchungen an den Bitumen im Anlieferungszustand und nach wiederholter Beanspruchung im RTFOT dargestellt. Anhand der Abstände der Messpunkte ist offensichtlich, dass das Bitumen 50/70 „Long Life“ erheblich geringere Veränderungen infolge der thermisch-oxidativen Beanspruchung durch den RTFOT erfährt. Außerdem ist an den parallelen Funktionsverläufen festzustellen, dass sich beide Bindemittel gleichartig verhalten, jedoch auf unterschiedlichem Niveau des Phasenwinkels. Das Bitumen 50/70 „Long Life“ reagiert in dem betrachteten Temperaturbereich, dem oberen Gebrauchstemperaturbereich des Asphalts, folglich elastischer, kann dementsprechend einen größeren Beitrag zum Verformungswiderstand des Asphalts leisten. Da die Alterung zu einer Versprödung des Bitumens führt, wirken sich die Veränderungen im oberen Eigenschaft 50/70 50/70 Long Life Erweichungspunkt RuK [°C] 51 52 Penetration [dmm] 58 63 Nach Rückgewinnung aus dem Asphalt - Erweichungspunkt RuK [°C] 54,6 53 - Änderung des EP RuK [°C] 3,6 1 - Penetration [dmm] 42 59 - Verbl. Penetration [%] 72 94 Nach BSA und Rückgewinnung aus dem Asphalt - Erweichungspunkt RuK [°C] 59,6 57,2 - Änderung des EP RuK [°C] 8,6 5,2 - Penetration [dmm] 30 39 - Verbl. Penetration [%] 52 62 Der nächste Entwicklungsschritt war die Überprüfung der Bindemitteleigenschaften nach der Herstellung von Asphaltmischgut und der Rückgewinnung des Bindemittels aus dem Asphaltmischgut. Zusätzlich wurde eine Teilmenge des Asphaltmischgutes einer der Nutzungsdauer entsprechenden oxidativen Beanspruchung ausgesetzt. Für diese Alterung des Asphaltmischgutes wurde das Braunschweiger Alterungsverfahren (BSA) angewendet. Dabei wird das granulierte Asphaltmischgut für 96 Stunden einer Temperatur von T = +80 °C mit Luftumwälzung ausgesetzt. Das BSA wurde in einem Forschungsprojekt [2] dahingehend entwickelt, eine Beanspruchung des Bitumens zu erzielen, die Bitumenkennwerte des zurückgewonnenen Bitumens liefern, welche zwischen denen der simulierten Kurzzeitalterung (RTFOT) und Langzeitalterung (RTFOT mit anschließendem PAV) liegen. Nach Rückgewinnung des Bindemittels wurden in diesem Projekt sowohl die konventionellen als auch die rheologischen Bitumenkennwerte mittels DSR und BBR bestimmt. Die nach Rückgewinnung aus dem Asphaltmischgut ermittelten Werte des Erweichungspunktes Ring und Kugel sowie der Nadelpenetration bestätigen die Erkenntnisse der Untersuchungen an den Bindemitteln im Anlieferungszustand. Wiederum lieferte das Bitumen 50/70 „Long Life“ geringere durch Alterungsprozesse bewirkte Veränderungen (Tabelle 2). Auch die Prüfergebnisse aus dem BBR erfüllten die Erwartungen. Das rückgewonnene Bindemittel 50/70 „Long Life“ weist, wie Abbildung 3 zeigt, vergleichsweise geringere Äquisteifigkeitstemperaturen auf. Asphalttechnologische Kennwerte Da die mit der Alterung einhergehende Versteifung des Bindemittels einen positiven Beitrag zur Verformungsbeständigkeit des Asphalts leistet, sind für die Überprüfung asphalttechnologischer Kennwerte die Kälteeigenschaften maßgeblich. Die Ansprache der Kälteeigenschaften – die Rissresistenz von Asphalten bei tiefen Temperaturen – erfolgt zweckmäßigerweise mit zwei unterschiedlichen Ver- 5|2019
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